Tieteenfilosofia

Question: Millaisia kappaleita synteettinen biologia tutkii?



Tieteenfilosofia (myös: tieteenteoria) on filosofian osa-alue, joka tutkii tieteellisen tiedon luonnetta, yleisiä perusteita ja tieteellistä toimintaa.[1] Se tarkastelee tieteen käsitteitä, teorioita, menetelmiä ja ongelmia sekä tieteellistä päättelyä ja selittämistä.
Tieteenfilosofia tutkii paitsi tieteitä yleisesti myös yksittäisiä tieteenaloja. Esimerkiksi matematiikan filosofia selvittää matemaattisten väitteiden luonnetta ja matemaattisten olioiden, kuten lukujen, olemassaoloa, ja yhteiskuntatieteiden filosofia tutkii yhteiskuntatieteisiin liittyviä kysymyksiä.
Tieteenfilosofia voidaan jakaa kahteen osaan: (1) tiedettä yleisesti tutkivaan yleiseen tieteenfilosofiaan, joka jakautuu puolestaan tieteen tietoteoriaan ja tieteen ontologiaan sekä (2) yksittäisten tieteenalojen ja tieteellisten teorioiden perusteiden tutkimukseen.[2][3]
Filosofian aloista tieteenfilosofia tukeutuu etenkin tietoteoriaan ja logiikkaan. Tieteenfilosofia luetaan usein myös tietoteorian osa-alueeksi.[1] Tieteenfilosofia liittyy läheisesti tieteentutkimukseen ja sitä kautta tieteen etiikkaan ja tiedonsosiologiaan, sekä aatehistoriaan.
Tieteenfilosofian historia

Platon kannatti jyrkkää rationalismia. Hänen mukaansa tieto (kreik. episteme) kohdistuu muuttumattomaan ja luulo (kreik. doksa) muuttuvaan. Siten Platonille tiedettä edustaa esimerkiksi matematiikka, kun taas aistein havaittavasta maailmasta ei voida saavuttaa tietoa.[4]
Aristoteles vastusti Platonin jyrkkää rationalismia. Aristoteleen mukaan tieteet pohjautuvat aksioomiin eli peruslauseisiin, joista voidaan johtaa teoreemoja. Aksioomat ilmaisevat olioiden muuttumattoman olemuksen, ja ne päätellään aistihavainnoista induktiolla.[4]
Luonnontieteet alkoivat kehittyä voimakkaasti 1600-luvulla Galileo Galilein ja Isaac Newtonin ansiosta. Havaintoihin pyrittiin sovittamaan matemaattisia malleja, ei niinkään laadullista kuvailua. Ilmiöitä alettiin selittää päämäärän (teleologia) sijaan syillä (kausaliteetti). Aristoteleen mukaan kivi putoaa, koska sen luontainen paikka on maassa. Newtonin teorian mukaan kivi putoaa, koska Maan painovoima vetää sitä puoleensa.
Brittiläistä empirismiä kehittivät 1600- ja 1700-luvulla muiden muassa Francis Bacon, John Locke, George Berkeley ja David Hume. Mannermaiset rationalistit René Descartes ja Baruch Spinoza puolustivat kokemuksesta riippumatonta luonnontiedettä.
Immanuel Kant otti kantaa empirismiin ja rationalismiin teoksessaan Puhtaan järjen kritiikki (1781). Kantin mukaan ihminen ei voi tietää, millaisia ovat ”oliot sinänsä”. Tieto rajoittuu ”ilmiöihin”, joita ihmiset havaitsevat.
Tieteen saavutukset 1800-luvulla vaikuttivat huomattavasti tieteelliseen maailmankuvaan. Yhdysvalloissa syntyi muun muassa empirismin ja Charles Darwinin evoluutioteorian innoittamana pragmatismi, jonka ensimmäisiä edustajia olivat Charles Peirce, William James ja John Dewey. 
Auguste Comte perusti positivismin, jossa tehtiin erottelu teologian, metafysiikan ja tieteen välillä. Positivismia vastaan syntyi 1800-luvun loppupuolella hermeneutiikka, joka painottaa eläytyvää ymmärtämistä. Hermeneuttista menetelmää on käytetty humanistisilla tutkimusaloilla. Hermeneutiikkaa ovat kehittäneet Wilhelm Dilthey, Martin Heidegger ja Hans-Georg Gadamer.
Moritz Schlick, Rudolf Carnap, Otto Neurath ja Herbert Feigl olivat 1920- ja 1930-luvuilla toimineen Wienin piirin keskeisiä jäseniä. Piiri otti vaikutteita 1800-luvun positivismista ja jonkin verran myös pragmatismista. Sen ajattelua kutsutaan loogiseksi empirismiksi. Loogiset empiristit erottivat metafysiikan filosofiasta ja painottivat empirististä tiedettä, modernia logiikkaa ja tieteen ykseyttä. 
Karl Popper esitti falsifikationistisen mallinsa. Fallibilismi on käsitys, jonka mukaan kaikki tieteen tieto on periaatteessa korjattavissa.
Thomas Kuhn esitti luonnontieteen kehittyvän hyppäyksin paradigmasta eli viitekehyksestä toiseen. Imre Lakatos pyrki yhdistämään Popperin kriittisen rationalismin Kuhnin historialliseen näkemykseen.
Näkemyksiä tieteestä
Kaksi keskeistä tiedettä koskevaa kysymystä ovat: 1) Mitkä ovat tieteen päämäärät? 2) Kuinka tieteen tuloksia tulisi tulkita? Tieteellisen realismin kannattajat katsovat, että tiede pyrkii totuuteen ja että tieteellisiä teorioita tulisi pitää tosina, lähes tosina tai todennäköisesti tosina. Sen sijaan tieteelliset antirealistit tai instrumentalistit katsovat, ettei tiede pyri (tai ainakaan onnistu pyrkimyksissään) totuuteen, eikä meidän tulisi pitää tieteellisiä teorioita totuuksina.[5]
Empirismi

Empirismin mukaan tiede perustuu havaintoihin ja kokemukseen. Tieteellisiä teorioita kehitetään induktiivisesti havainnoista yleistämällä, ja niitä testataan kokeiden avulla. Havainnot ovat luotettavia, mutta teoriat ovat ihmisten luomia, joten niitä on tarvittaessa korjattava havaintojen perusteella. Jyrkkä empirismi väittää, että tieteen tulee tutkia vain havaittavia tosiasioita.
Empirismin arvostelijat sanovat, että havainnot eivät ole puolueettomia, vaan niihin liittyy aina havaitsijan käsitteellistä tulkintaa. Tällöin puhutaan havaintojen teoriapitoisuudesta. Usein epäilläänkin havaintoja, jotka eivät sovi käytettyyn teoriaan, vaikka pitäisi miettiä teorian korjaamista.
Deskriptivismi

Empirismiin liittyy läheisesti deskriptivismi, jonka mukaan teorian tehtävänä on vain kuvata havaittuja ilmiöitä mahdollisimman yksinkertaisesti. Deskriptivismin käännettävyysteesin mukaan teoreettiset väitteet on pystyttävä kääntämään havaintoja koskeviksi väitteiksi.
Realismi

Realismin mukaan on olemassa tajunnastamme riippumaton todellisuus ja voimme saada tietoa asioiden olemuksista, joita emme suoraan havaitse. Realismissa teorioita arvoidaan sen mukaan, vastaavatko ne todellisuutta eli ovatko ne totta vai eivät. 
Naiivin realismin mukaan ihmiset voivat havaita asiat sellaisina kuin ne todellisuudessa ovat. Esimerkiksi elektronit ovat oikeasti olemassa, eivätkä ne ole vain teoreettinen käsite, jolla selitetään havaintoja.
Kriittinen realismi väittää, että ihmiset eivät pysty havaitsemaan todellisuutta sellaisenaan mutta tiede yrittää saavuttaa yhä parempaa tietoa todellisuudesta. Tiede siis pyrkii lähestymään totuutta. Kriittisen realismin mukaan on järkevää olettaa elektronien olevan olemassa, koska näkemystä tukevat monet kokeet.
Instrumentalismi

Instrumentalismi pitää tieteellisiä teorioita vain havaintoja järjestävinä välineinä. Instrumentalismi arvottaa teorioita hyödyllisyyden perusteella, eikä sitä kiinnosta niiden totuus. 
Sosiaalinen konstruktivismi

Sosiaalinen konstruktivismi kyseenalaistaa tieteen objektiivisuuden. Sen mukaan tieteeseen vaikuttavat huomattavasti tiedeyhteisön arvot, tavoitteet ja ennakkokäsitykset, eivät vain tiedolliset perusteet. Jyrkkä konstruktivismin muoto väittää, että tiede on vain tiedeyhteisön hyväksymää ajattelua eikä se juuri eroa muusta ajattelusta. Tätä kantaa voi arvostella kysymällä, miksi se olisi jotenkin pätevämpi kuin muut tieteen teoriat, joita se arvostelee.
Rajanveto-ongelma

Karl Popperin mukaan keskeinen kysymys tieteenfilosofiassa on erottaa tiede niistä käytänteistä, jotka eivät ole tiedettä.[6] Loogiset empiristit pyrkivät varhaisvaiheessa perustamaan tieteen havaintoihin, kun taas tieteen ulkopuolelle jääneet toiminnot (kuten metafysiikka) eivät perustuneet havaintoihin ja olivat heistä siksi hölynpölyä.[7] Popper katsoi, että tieteen keskeinen piirre oli se, että se pyrkii falsifioitavissa oleviin väittämiin, toisin sanoen väittämiin, jotka voidaan tarvittaessa osoittaa vääriksi ainakin periaatteessa.[8] Tieteen ja ei-tieteen väliselle erolle ei ole kuitenkaan yhtä kaikkien hyväksymää määritelmää, ja jotkut pitävät ongelmaa ratkaisemattomana.[9]
Tieteellisten käsitteiden ja väittämien luonne
Tieteellinen selittäminen

Tieteellisillä teorioilla on kaksi tehtävää: toisaalta selittää ilmiöitä ja toisaalta tarjota ennusteita niille. Tieteellisessä selittämisessä selitettävä asia kytketään muihin asioihin, joiden sanotaan selittävän sen. Teorian sanotaan olevan selitysvoimaltaan toista samaa asiaa koskevaa teoriaa vahvempi silloin, kun se kykenee ennustamaan ja muutoin selittämään kaikki samat asiat kuin toinenkin teoria, mutta selittää sen lisäksi myös joidenkin sellaisten tosiasioiden syyt, joita toinen teoria ei selitä.
Tieteenfilosofit ovat tutkineet niitä ehtoja, millä tieteellisen teorian voidaan katsoa menestyksekkäästi selittäneen jonkin ilmiön, sekä sitä, mikä antaa teorioille niiden selitysvoiman. Eräs varhainen ja vaikutusvaltainen teoria aiheesta oli Carl G. Hempelin ja Paul Oppenheimin vuonna 1948 kehittämä. Heidän deduktiivis-nomologisen mallinsa (D-N) mukaan selittäminen tarkoittaa ilmiön lainalaisuuden osoittamista: tieteellinen selitys onnistuu liittämään ilmiön osaksi jotain yleistä lakia.[10] Teoria ei saanut huomiota vuosikymmeneen, ja myöhemmin sitä vastaan on pyritty esittämään useita vastaesimerkkejä.[11]
D-N-mallin lisäksi Hempel ja Oppenheim esittivät myös tilastollisia selittämisen malleja, joita voitaisiin käyttää tilastollisissa tieteissä.[10] Myös näitä teorioita on kritisoitu.[11] Wesley C. Salmon kehitti vaihtoehtoisen tilastollisen relevanssin mallin, joka pyrki ratkaisemaan joitakin Hempelin ja Oppenheimin kohtaamia ongelmia.[12][13] Salmonin mallin lisäksi on ehdotettu muun muassa, että selitysten tavoitteena on erilaisten ilmiöiden yhdistäminen tai (samaa tyyppiä oleviin) ilmiöihin johtavien kausaalisten tai mekaanisten historioiden kuvaaminen.[13]
Kausaalinen selittäminen

Kausaalisessa selityksessä ilmiö selitetään syillä, joiden uskotaan aiheuttavan ilmiön, ja yleisillä laeilla. Tällöin puhutaan syy-seuraussuhteesta eli syysuhteesta. Esimerkiksi kappaleen liiketila muuttui, koska siihen vaikutti voima.
Determinismin mukaan kaikilla tapahtumilla on tietty, luonnonlaeista johtuva syy. Sattumasta ja todennäköisyyksistä puhuminen tarkoittaa vain, että tietomme syistä on vajavaista. Indeterminismi taas väittää, että on olemassa todellista satunnaisuutta eikä kaikkea voi selittää syillä. Indeterminismille on haettu tukea kvanttimekaniikasta, jossa ilmiöitä ei aina voida ennustaa tarkasti.
Funktionaalinen selittäminen

Funktionaalisessa selityksessä ilmiö selitetään osoittamalla, että sillä on jokin tehtävä. Esimerkiksi kukat ovat värikkäitä, jotta ne houkuttelisivat pölyttäviä hyönteisiä.
Tieteellisessä maailmankuvassa funktionaalinen selitys ei saa tarkoittaa teleologista eli päämäärään perustuvaa selitystä. Tieteessä ei esimerkiksi hyväksytä, että maapallo olisi suunniteltu.
Intentionaalinen selittäminen

Intentionaalinen selitys selittää ihmisen käyttäytymisen johtuvan hänen haluistaan ja uskomuksistaan. Tavoitteena on ymmärtää ihmistä osana tämän sosiaalista ympäristöä. Esimerkiksi koululainen osti kalliin muotivaatteen, koska hän haluaa hyväksyntää ikätovereiltaan.
Reduktionismi

Reduktionismin mukaan kokonaisuus voidaan hajottaa osiinsa, joita tutkitaan erikseen. Esimerkiksi biologiset ilmiöt voitaisiin selittää täysin fysiikan ja kemian avulla.
Reduktionismia vastustaa holismi, jonka mukaan kokonaisuus ei ole vain osiensa summa vaan kokonaisuudessa ilmenee uusia ominaisuuksia. Tällaista ilmenemistä kutsutaan emergenssiksi. Esimerkiksi ihmisen mieltä ei voisi täysin palauttaa fysikaalisiksi tiloiksi. Yhteiskuntatieteissä holismin vastakohta on individualismi ja kiistan aiheena on yksilön ja yhteisön suhde.
Tieteellisen teorioiden pätevyyden perusta
Tieteellinen tieto eroaa arkitiedosta siten, että se pitää perustella täsmällisesti. Yleensä perustelut nojaavat induktioon.
Tieteellinen todistaminen
Tieteen esittämistä väittämistä voimakkaimpia ovat ne, joiden sovellusalue on laajin. Esimerkiksi mekaniikan kolmas peruslaki sanoo, että jos johonkin kappaleeseen vaikuttaa jokin voima, niin samanaikaisesti kappaleen täytyy vaikuttaa toiseen kappaleeseen yhtä suurella, mutta suunnaltaan vastakkaisella voimalla. Tämä on voimakas väittämä, koska se pätee kaikkiin kappaleisiin kaikkialla ja kaikkina aikoina.
Tieteilijöille ei kuitenkaan ole mahdollista tehdä kokeita kaikilla kappaleilla kaikkialla ja kaikkina aikoina. Kuinka tällaisen lain voidaan väittää olevan tosi? Kokeita on tietysti tehty hyvin monilla kappaleilla, ja jokaisessa tapauksessa lain on nähty pätevän. Mutta kuinka voidaan tietää, että laki pätee myös tulevilla kerroillakin?
Induktio


Eräs ratkaisu ongelmaan on luottaa induktiiviseen päättelyyn. Sen mukaan katsotaan, että jos jokin pätee kaikissa havaituissa tapauksissa, silloin se pätee kaikissa tapauksissa. Näin kun on tehty joukko kokeita, jotka tukevat mekaniikan kolmatta peruslakia, voidaan katsoa oikeutetusti, että laki pätee kaikissa tapauksissa. Induktio siis sallii yleisten totuuksien muodostamisen joukosta yksittäisiä havaintoja: siinä rajallisesta määrästä havaintoja päätellään yleinen sääntö.
Johtopäätös ei kuitenkaan ole välttämättä tosi; yksikin vastakkainen havainto kumoaa sen. Näin kävi muun muassa silloin, kun mustajoutsenten löytyminen kumosi ajatuksen siitä, että kaikki joutsenet olisivat valkoisia. Mekaniikan peruslakien tapauksessa on ainakin loogisesti mahdollista, että huomenna tehdään havainto, jossa kappaleeseen vaikuttaa voima, mutta se ei vaikutakaan toiseen kappaleeseen yhtä suurella vastakkaisella voimalla. Sama pätee kaikkiin tieteellisiin lakeihin.
Sen selittäminen, miksi induktio yleisesti toimii, on ollut jotakuinkin ongelmallista. Tämä ns. induktion ongelma on eräs tieteenfilosofian merkittävimpiä: onko induktiivinen päättely todellakin oikeutettua, ja jos on, miten?
Deduktio

Deduktiivisessa päättelyssä johtopäätös on tosi, jos premissit eli lähtöoletukset ovat tosia. Esimerkiksi premisseistä ”korpit ovat mustia” ja ”tuo lintu on korppi” voidaan päätellä ”tuo lintu on musta”.
Matematiikassa väitteitä todistetaan deduktiivisesti nojautumalla sovittuihin aksioomiin. Deduktiota ei voida kuitenkaan käyttää kaikissa tapauksissa, kuten edellä mainitussa mekaniikan kolmannen peruslain tapauksessa, koska ei ole olemassa mitään syllogismia, joka mahdollistaisi kyseisen siirtymän. Riippumatta siitä, kuinka monta kertaa ja kuinka monissa paikoissa lain havaitaan pätevän, ei ole olemassa deduktiivista polkua, joka johtaisi johtopäätökseen, jonka mukaan se pätee aina ja kaikkialla.
Falsifiointi

Karl Popperin mukaan tieteellistä teoriaa ei voida todistaa todeksi eikä edes todennäköiseksi. Sen sijaan teoria voidaan falsifioida eli todistaa vääräksi. Popperin mielestä tieteelliset teoriat on muotoiltava niin, että ne ovat falsifioitavissa. Näin teorioita voidaan koetella, ja niitä voidaan kehittää havaittujen virheiden pohjalta.
Koherenssi
Induktio pyrkii oikeuttamaan tieteelliset väittämät viittaamalla toisiin tieteellisiin väittämiin. Sen tulee välttää kriteerin ongelma, jossa kaiken oikeuttamisen tulee vuorostaan olla oikeutettua, mikä johtaa äärettömään regressioon. Tätä regressioargumenttia on käytetty tietoteoreettisen fundamentalismin oikeuttamiseen. Fundamentalismin mukaan on olemassa perususkomuksia, jotka eivät tarvitse oikeutusta. Sekä induktio että falsifikaatio perustuvat fundamentalismiin sikäli, että ne tukeutuvat perususkomuksiin, jotka on johdettu välittömästä aistikokemuksesta.
Tapa, jolla väittämät johdetaan havainnoista, kuitenkin monimutkaistaa ongelmaa. Havainnointi on kognitiivista toimintaa, toisin sanoen se riippuu ymmärryksestä ja olemassa olevista uskomuksista. Esimerkiksi havainto Venuksen ylikulusta vaatii suuren joukon apu-uskomuksia, kuten uskomuksia teleskooppien optiikkaan, teleskooppien jalustojen mekaniikkaan ja taivaanmekaniikkaan liittyen. Havainto ei näin ollen vaikuta ”perustavalta”.
Koherentismi tarjoaa vaihtoehdon esittämällä, että väittämät voidaan oikeuttaa lukemalla ne osaksi keskenään koherenttien eli yhteensopivien väittämien järjestelmää. Tieteen tapauksessa järjestelmän katsotaan usein olevan tieteilijän tai laajemmin koko tiedeyhteisön uskomusten joukko. Tällaista koherentismin mukaista lähestymistapaa tieteeseen ovat kannattaneet muun muassa W. V. O. Quine ja E. O. Wilson, vaikkakin Wilson käytti termiä konsilienssi.
Koherentismin mukaan Venuksen ylikulkua koskeva havainto saa oikeutuksensa siitä, että se sopii yhteen teleskooppien optiikkaa, teleskooppien jalustojen mekaniikkaa ja taivaanmekaniikkaa koskevien uskomustemme kanssa. Mikäli havainto on jossain suhteessa epäyhteensopiva näiden uskomusten kanssa, uskomusjärjestelmässä tarvitaan jonkinlaisia muutoksia, jotta kokonaisuus saadaan koherentiksi.
Havaintojen objektiivisuus ja teoriapitoisuus
Tieteen kannalta on elintärkeää, että tieto ympäröivästä todellisuudesta ja sen olioista on niin täsmällistä ja luotettavaa kuin mahdollista. Siksi suoritettujen mittausten ja muiden havaintojen tulisi olla niin objektiivisia kuin mahdollista. Ennen erilaisten mittausvälineiden keksimistä ihmisten ainoana tiedon lähteenä olivat kunkin omat aistit. Tämän vuoksi täysin objektiivisia tuloksia ei ollut mahdollista saavuttaa ennen mittausvälineiden keksimistä ja kehittymistä. Tämä mahdollisti samalla ankaran tieteen synnyn ja kehityksen.
Useimmissa tapauksissa onkin niin, että mitä vähemmän ihminen osallistuu itse mittaukseen, sitä täsmällisempiä ja luotettavampia kerätyt tiedot ovat. Nykyisin mittaukset tehdään varsinkin luonnontieteissä mekaanisilla ja elektronisilla sensoreilla, jotka on kytketty suoraan tietokoneisiin. Tämä on mahdollistanut esimerkiksi Kuun ja Maan välisen etäisyyden tai mannerlaattojen liikkeen mittaamisen millimetrien tarkkuudella.
Havaintojen tulkitseminen on kuitenkin usein teoriapitoista, toisin sanoen tulkinta riippuu taustateoriasta, jonka valossa havaintoja tulkitaan. Tämä johtuu siitä, että havaintoon liittyy paitsi aistimista myös kognitiivisia prosesseja. Havaintoja ei tehdä passiivisesti, vaan niin, että havaittu kohde erotetaan aktiivisesti sitä ympäröivästä aistitiedosta. Näin havainnot riippuvat taustalla olevasta ymmärryksestä siitä, kuinka kaikkeus toimii, ja tämä ymmärrys voi vaikuttaa siihen, mitä havaitaan tai katsotaan tarkastelun arvoiseksi.
Lisäksi havainnot on usein sijoitettava johonkin teoreettiseen viitekehykseen, jotta ne olisivat hyödyllisiä. Esimerkiksi jos havaitaan lämpötilan nousu, havainto perustuu oletuksiin lämpötilan ja sen mittaamisen luonteesta sekä lämpömittarin toiminnasta. Tällaiset oletukset ovat välttämättömiä tieteellisesti hyödyllisten havaintojen aikaansaamiseksi (kuten ”lämpötila nousi kaksi celsiusastetta”), mutta samalla ne saavat aikaan sen, että havainnot riippuvat näistä oletuksista.
Empiirisiä havaintoja käytetään joidenkin hypoteesien hyväksyttävyyden määrittämisessä jonkin teorian suhteen. Kun joku esittää väitteen havainnosta, on ymmärrettävää pyytää oikeutusta väitteelle. Tällaisen oikeutuksen tulee viitata teoriaan – määritelmiin ja hypoteeseihin – johon havainto liittyy. Havainto tulee näin osaksi teoriaa, joka sisältää myös sen hypoteesin, jonka havainnon on tarkoitus verifioida tai falsifioida (vaikka tietenkään havainnon ei tule perustua oletukseen testattavana olevan hypoteesin totuudesta tai epätotuudesta). Tämä tarkoittaa sitä, ettei havainto voi toimia täysin neutraalina sovittelijana kahden kilpailevan hypoteesin välillä, vaan ainoastaan sellaisten hypoteesien välillä, jotka ovat osana samaa teoriaa.
Thomas Kuhn kielsi, että olisi koskaan mahdollista erottaa testattavana oleva hypoteesi sen teorian vaikutuksesta, johon havainnot pohjautuvat. Hän katsoi, että havainnot riippuvat aina tietystä paradigmasta, ja ettei ole koskaan mahdollista arvioida kilpailevia paradigmoja riippumattomasti. Paradigmalla hän tarkoitti sellaista loogisesti johdonmukaista kuvaa todellisuudesta, joka ei sisällä loogisia ristiriitoja ja joka on yhteensopiva niiden havaintojen kanssa, jotka on tehty paradigman sisäisestä näkökulmasta käsin.
Kuhnin mukaan paradigman valinnassa on kyse loogisesta prosessista, mutta se ei lopulta määrity pelkästään loogisilla perusteilla. Tieteilijä valitsee paradigmansa niin, että asettaa kaksi tai useampia todellisuuden ”kuvia” toisiaan vastaan ja päättää, mikä niistä muistuttaa eniten todellisuutta. Kun joku paradigma saa yleisen hyväksynnän, se edustaa Kuhnin mukaan tiedeyhteisön konsensusta. Näin jonkun paradigman hyväksymisessä tai hylkäämisessä on hänen mukaansa kyse yhtä lailla sosiaalisesta kuin loogisesta prosessista. Kuhnin kanta ei kuitenkaan ollut relativistinen.[14]
Kuhnin mukaan paradigmanvaihdos tapahtuu silloin, kun vanha paradigma on kohdannut tarpeeksi ongelmia (anomalioita) niin, että uusi paradigma alkaa osoittautua hyödyllisemmäksi. Paradigman valinta perustuu tällöin havaintoihin, vaikka ne asettuvatkin vanhaan paradigmaan liittyneitä oletuksia vastaan. Uusi paradigma valitaan, koska se ratkaisee tieteellisiä ongelmia paremmin kuin vanha.
Teorioiden empiirinen alimääräytyneisyys
Teorioiden empiirinen alimääräytyneisyys tarkoittaa, että sama havaintoaineisto voi sopia yhteen useamman eri teorian kanssa, toisin sanoen pelkkä havaintoaineisto ei riitä määräämään, mikä vaihtoehtoisista teorioista on tosi.[15]
Tähän liittyvän Duhem–Quine-teesin mukaan tieteellisiä hypoteeseja ei voida testata eristyksissä, koska hypoteesien empiirinen testaaminen vaatii erilaisia taustaoletuksia. Eräs seuraus on se, että mikä tahansa teoria voidaan saada sopimaan yhteen empiiristen havaintojen kanssa lisäämällä siihen sopivia ad hoc -hypoteeseja.[15] Teesi on nimetty Pierre Duhemin ja W. V. O. Quinen mukaan.
Karl Popper hyväksyi teesin, ja hylkäsi tämän seurauksena naiivin falsifioinnin ja omaksui sen sijaan ajatuksen parhaimman eli kaikkein falsifioitavimmissa olevan teorian selviytymisestä. Popperin mukaan sellainen hypoteesi, joka ei esitä testattavissa olevia ennusteita, ei ole tiedettä. Tällaiset hypoteesit voivat olla hyödyllisiä tai arvokkaita, mutta niitä ei voida kutsua tieteeksi. Quinen kehittämän konfirmaatioholismin mukaan empiirinen aineisto ei tarjoa riittävää pohjaa valinnan tekemiseksi teorioiden välillä. Näkemyksen mukaan teoria voidaan saada aina sopimaan yhteen käytettävissä olevan empiirisen aineiston kanssa. Tämä ei kuitenkaan tarkoita sitä, että kaikki teoriat olisivat samanarvoisia, koska tieteilijät soveltavat työssään erilaisia sitä ohjaavia periaatteita, kuten occamin partaveistä.
Eräs seuraus näkemyksestä on ollut se, että tieteenfilosofit painottavat usein havaintojen rajoittamista intersubjektiivisiin kohteisiin; toisin sanoen, tiede rajoittuu niihin alueisiin, joita koskevien havaintojen luonteesta on yleinen yksimielisyys. Esimerkiksi fysiikaalisia ilmiöitä koskevista havainnoista on suhteellisen helppo olla yksimielisiä; yhteiskunnallisia ja mentaalisia ilmöitä koskevista havainnoista yksimielisyyden saavuttaminen on vaikeampaa; ja eräitä eettisiä ja teologisia aiheita koskien yksimielisyyden saavuttaminen on hyvin hankalaa ellei mahdotonta. Siksi viimeksi mainitut ovat tieteen normaalin sovellusalan ulkopuolella.
Erityistieteiden filosofiat
Monet tieteenfilosofit ovat yleisten tiedettä ja tieteellistä tietoa koskevien kysymysten lisäksi käsitelleet erilaisia erityistieteiden filosofisia ja muita perustavia ongelmia.
Esimerkkejä erityistieteiden filosofioista ja niiden käsittelemistä ongelmista:
Biologian filosofia käsittelee tietoteoreettisia, metafyysisiä ja eettisiä kysymyksiä biologisissa ja biomedikaalisissa tieteissä. Vaikka filosofit ovat kauan olleet kiinnostuneet biologiasta, biologian filosofia on noussut itsenäisenä filosofian osa-alueena vasta 1900-luvun jälkimmäisellä puoliskolla. Tällöin tieteenfilosofit alkoivat kiinnittää entistä enemmän huomiota biologiassa tapahtuneeseen kehitykseen, kuten synteettiseen evoluutioteoriaan, DNA:n keksimiseen ja geenitekniikan kehitykseen sekä näiden filosofisiin seurauksiin. Lisäksi biologian filosofiaan ovat vaikuttaneet muun muassa pyrkimys kaiken elämän redusoimiseen biokemiallisiksi prosesseiksi sekä biologisten ja psykologisten menetelmien yhdistäminen neurotieteiksi.
Fysiikan filosofia tutkii nykyaikaisen fysiikan eli ainetta, energiaa ja näiden välisiä suhteita tutkivan tieteen taustalla olevia filosofisia kysymyksiä. Pääkysymykset koskevat aikaa ja avaruutta, atomeja ja atomismia, kosmologiaa, kvanttimekaniikan tulosten tulkitsemista, statistisen mekaniikan perusteita, kausaliteettia, determinismiä ja luonnonlakien luonnetta. Klassisessa filosofiassa näitä kysymyksiä on tutkittu yleensä osana metafysiikkaa.
Kemian filosofia tutkii kemiaan liittyviä filosofisia kysymyksiä. Se käsittelee kemian näkökulmasta tieteenfilosofeja yleisesti kiinnostavia asioita, kuten teorioita, malleja, selittämistä, luokittelua ja etiikkaa, sekä erityisesti kemiaan liittyviä aiheita, kuten uusien yhdisteiden syntetisointia, molekyylien muotoa ja kemian itsenäisyyttä. Kemian filosofiaa harjoittavat sekä filosofit että kemistit, usein yhteistyössä toistensa kanssa.
Matematiikan filosofia tutkii matematiikan filosofisia perusteita, oletuksia ja seurauksia, kuten matemaattisten olioiden (kuten lukujen) ja väittämien sekä matemaattisen totuuden luonnetta, matemaattisen abstraktin todellisuuden ja aineellisen todellisuuden suhdetta, sekä matematiikan ja logiikan suhdetta.
Psykologian filosofia tutkii nykyaikaisen psykologian teoreettisia perusteita, kuten psykologisessa tutkimuksessa käytettyihin menetelmiin liittyviä tietoteoreettisia ongelmia. Se liittyy läheisesti myös neurobiologian, tekoälytutkimuksen ja muiden vastaavien tutkimusalojen kehitykseen.
Taloustieteen filosofia tutkii taloustieteeseen ja talouteen liittyviä filosofisia ongelmia, kuten käsitteellisiä, menetelmällisiä ja eettisiä ongelmia. Sitä voidaan pitää myös taloustieteen osa-alueena, joka tutkii sen itsensä perusteita ja moraalia.
Tietojenkäsittelytieteen filosofia tutkii tietoon (tietoteoria), olemassaoloon (ontologia) ja arvoihin (etiikka) liittyviä kysymyksiä tietojenkäsittelytieteen yhteydessä.
Yhteiskuntatieteiden filosofia tutkii yhteiskuntatieteisiin liittyviä filosofisia kysymyksiä ja ihmisten järjestäytymisen myötä syntyneitä rakenteita ja suhteita.
Mannermainen tieteenfilosofia
Suuri osa yllä olevasta käsittelystä liittyy tieteenfilosofiaan analyyttisessä filosofiassa, joka on akateemisen filosofian valtavirta muun muassa englanninkielisissä maissa ja Pohjoismaissa. 
Eräitä muita filosofisia koulukuntia luetaan usein laajan mannermaisen filosofian käsitteen alle. Mannermaisessa perinteessä tiede on nähty usein maailmanhistoriallisesta näkökulmasta. Eräs ensimmäisiä tätä näkemystä kannattaneita ajattelijoita oli G. W. F. Hegel. Sellaiset filosofit kuten Ernst Mach, Pierre Duhem ja Gaston Bachelard ovat myös kirjoittaneet tällaisesta maailmanhistoriallisesta lähestymistavasta tieteeseen. Useita mannermaisen filosofian lähestymistapoja yhdistää tieteen tarkastelu historiallisesta ja sosiologisesta näkökulmasta, ja eletyn kokemuksen (eräänlaisen elämismaailman) painotus analyyttisen perinteen painottaman edistyskeskeisen ja epähistoriallisen näkökulman sijasta.
Tällaisia ajatussuuntia ovat Edmund Husserlin ja Martin Heideggerin hermeneutiikka ja fenomenologia. Martin Heideggerin hyökkäsi teoreettista asennetta (”esilläoleva”, vorhanden) vastaan, mikä sisältää myös tieteellisen asenteen. 
Eräitä muita esimerkkejä ovat Kuhnin edelläkävijä Alexandre Koyré sekä Michel Foucaultin analyysi historiallisesta ja tieteellisestä ajattelusta teoksessa Sanat ja asiat, ja hänen tutkimuksensa vallasta ja muista vaikuttimista ”tieteessä” hulluuden suhteen. Muita mannermaisia tieteenfilosofeja 1900-luvun jälkimmäiseltä puoliskolta ovat ovat Jürgen Habermas (esim. Wahrheit und Rechtfertigung, 1999), Carl Friedrich von Weizsäcker (Die Einheit der Natur, 1971) ja Wolfgang Stegmüller (Probleme und Resultate der Wissenschafttheorie und Analytischen Philosophie, 1973–1986).
Tieteenfilosofeja





Antiikki ja keskiaika:
Platon
Aristoteles
Empedokles
Al-Kindi
Ibn al-Haitham (Alhacen)
Ibn Sina (Avicenna)
Robert Grosseteste
Roger Bacon
1500-luku:
Francis Bacon
1600-luku:
Galileo Galilei
René Descartes
Thomas Hobbes
Isaac Newton
1700-luku:
David Hume
Immanuel Kant
1800-luku:
Auguste Comte
John Stuart Mill
William Whewell
Edmund Husserl
Ernst Mach
Charles S. Peirce
1900–1930:
Henri Poincaré
Pierre Duhem
Niels Bohr
Albert Einstein
Bertrand Russell
Frank Ramsey
Moritz Schlick
Alfred North Whitehead
1930–1960:
Alfred J. Ayer
Hans Reichenbach
Georges Canguilhem
Alexandre Koyré
Karl Popper
Rudolph Carnap
Michael Polanyi
Otto Neurath
Carl Gustav Hempel
Paul Oppenheim
Gaston Bachelard
R. B. Braithwaite
Werner Heisenberg
Mitsuo Taketani
1960–1980:
Paul Feyerabend
Marjorie Grene
Mary Hesse
Thomas Kuhn
Imre Lakatos
Ernest Nagel
Hilary Putnam
W. V. O. Quine
Carl Friedrich von Weizsäcker
1980–:
Richard Boyd
Nancy Cartwright
Daniel Dennett
Ronald Giere
Adolf Grünbaum
Ian Hacking
Philip Kitcher
Larry Laudan
Peter Lipton
David Miller
‎Leszek Nowak
Roger Penrose
Wesley C. Salmon
Elliott Sober
Wolfgang Stegmüller
David Stove
Patrick Suppes
Bas van Fraassen
William C. Wimsatt
James Woodward
‎John Worrall
Suomalaisia tieteenfilosofeja
Uskali Mäki
Ilkka Niiniluoto
Raimo Tuomela
Petri Ylikoski
Katso myös
Tieteellinen tieto
Tieteentutkimus
Lähteet

Kirjallisuutta

Suomeksi
Citation error, replace with{{cite book| author = Haaparanta, Leila & Niiniluoto, Ilkka| title = Johdatus tieteelliseen ajatteluun| location = Helsinki| publisher = Helsingin yliopisto| year = 1991| version = Helsingin yliopiston filosofian laitoksen julkaisuja 3/1986. 6., korjattu painos| id = ISBN 951-45-4077-8}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Kakkuri-Knuuttila, Marja-Liisa & Heinlahti, Kaisa| title = Mitä on tutkimus? Argumentaatio ja tieteenfilosofia| location = Helsinki| publisher = Gaudeamus| year = 2006| id = ISBN 951-662-932-6}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Kiikeri, Mika & Ylikoski, Petri| title = Tiede tutkimuskohteena: Filosofinen johdatus tieteentutkimukseen| location = Helsinki| publisher = Gaudeamus| year = 2004| id = ISBN 951-662-926-1}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Niiniluoto, Ilkka| title = Johdatus tieteenfilosofiaan: Käsitteen- ja teorianmuodostus| location = Helsinki| publisher = Otava| year = 1980| version = (2. painos 1997)| id = ISBN 951-1-14831-1}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Niiniluoto, Ilkka| title = Tieteellinen päättely ja selittäminen| location = Helsingissä| publisher = Otava| year = 1983| id = ISBN 951-1-07379-6}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Niiniluoto, Ilkka| title = Tiede, filosofia ja maailmankatsomus: Filosofisia esseitä tiedosta ja sen arvosta| location = Helsinki| publisher = Otava| year = 1984| id = ISBN 951-1-08016-4}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Niiniluoto, Ilkka| title = Totuuden rakastaminen: Tieteenfilosofisia esseitä| location = Helsingissä| publisher = Otava| year = 2003| id = ISBN 951-1-18589-6}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Raatikainen, Panu| title = Ihmistieteet ja filosofia| location = Helsinki| publisher = Gaudeamus| year = 2004| id = ISBN 951-662-898-2}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Salonen, Toivo| title = Tieteenfilosofia| location = Rovaniemi| publisher = Lapin yliopistokustannus| year = 2007| id = ISBN 978-952-484-076-7}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Tuomela, Raimo| title = Tiede, toiminta ja todellisuus: Tieteellisen maailmankäsityksen filosofiset perusteet| location = Helsinki| publisher = Gaudeamus| year = 1983| id = ISBN 951-662-334-4}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Tuomi, Jouni| title = Tutki ja lue: Johdatus tieteellisen tekstin ymmärtämiseen| location = Helsinki| publisher = Tammi| year = 2007| id = ISBN 978-951-26-5640-0}}
Englanniksi
Citation error, replace with{{cite book| author = Bird, Alexander| title = Philosophy of science| location = London| publisher = UCL Press| year = 1998| id = ISBN 1-85728-681-2| language = Transclusion error: {{En}} is only for use in File namespace. Use {{lang-en}} or {{en icon}} instead.}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Boyd, Richard & Gasper, Paul & Trout, J. D. (editors)| title = The philosophy of science| location = Cambridge, Massachusetts| publisher = Blackwell| year = 1991| id = ISBN 0-262-52156-3| language = Transclusion error: {{En}} is only for use in File namespace. Use {{lang-en}} or {{en icon}} instead.}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Curd, Martin & Cover, J. A. (editors)| title = Philosophy of science: The central issues| location = New York| publisher = Norton| year = 1998| id = ISBN 0-393-97175-9| language = Transclusion error: {{En}} is only for use in File namespace. Use {{lang-en}} or {{en icon}} instead.}}
Citation error, replace with{{cite book| author = DeWitt, Richard| title = Worldviews: An introduction to the history and philosophy of science| location = Malden, Massachusetts| publisher = Blackwell| year = 2004| id = ISBN 1405116196| language = Transclusion error: {{En}} is only for use in File namespace. Use {{lang-en}} or {{en icon}} instead.}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Gutting, Gary| title = Continental philosophy of science| location = Cambridge, Massachusetts| publisher = Blackwell Publishers| year = 2004| id = ISBN 0-631-23609-0| language = Transclusion error: {{En}} is only for use in File namespace. Use {{lang-en}} or {{en icon}} instead.}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Klee, Robert| title = Introduction to the philosophy of science| location = New York| publisher = Oxford University Press| year = 1996| id = ISBN 9780195106114| language = Transclusion error: {{En}} is only for use in File namespace. Use {{lang-en}} or {{en icon}} instead.}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Klemke, E. D. & Hollinger, Robert & Rudge, David Wÿss (editors)| title = Introductory readings in the philosophy of science| location = Amherst, New York| publisher = Prometheus Books| year = 1998| version = Edited with A David Kline. Third edition| id = ISBN 1-57392-240-4| language = Transclusion error: {{En}} is only for use in File namespace. Use {{lang-en}} or {{en icon}} instead.}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Ladyman, James| title = Understanding philosophy of science| location = London: New York| publisher = Routledge| year = 2002| id = ISBN 0-415-22156-0| language = Transclusion error: {{En}} is only for use in File namespace. Use {{lang-en}} or {{en icon}} instead.}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Losee, John| title = A historical introduction to the philosophy of science| location = Oxford| publisher = Oxford University Press| year = 2001| version = 4th edition (first edition 1972)| id = ISBN 0-19-870055-5| language = Transclusion error: {{En}} is only for use in File namespace. Use {{lang-en}} or {{en icon}} instead.}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Newton-Smith, W. H. (editor)| title = A companion to the philosophy of science| location = Oxford| publisher = Blackwell| year = 2000| version = Blackwell companions to philosophy| id = ISBN 0-631-17024-3| language = Transclusion error: {{En}} is only for use in File namespace. Use {{lang-en}} or {{en icon}} instead.}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Okasha, Samir| title = Philosophy of science: A very short introduction| location = Oxford: New York| publisher = Oxford University Press| year = 2002| version = Very short introductions 67| id = ISBN 9780192802835| language = Transclusion error: {{En}} is only for use in File namespace. Use {{lang-en}} or {{en icon}} instead.}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Papineau, David (editor)| title = The philosophy of science| location = Oxford| publisher = Oxford University Press| year = 1997| id = 0-19-875164-8| language = Transclusion error: {{En}} is only for use in File namespace. Use {{lang-en}} or {{en icon}} instead.}}
Citation error, replace with{{cite book| author = Rosenberg, Alexander| title = Philosophy of science: A contemporary introduction| location = Lontoo| publisher = Routledge| year = 2000| id = ISBN 0-19-875164-8| language = Transclusion error: {{En}} is only for use in File namespace. Use {{lang-en}} or {{en icon}} instead.}}
Aiheesta muualla
 entry  in the Stanford Encyclopedia of Philosophy
Halonen, Ilpo: . Helsingin yliopisto
Hickey, Thomas J.:  Transclusion error: {{En}} is only for use in File namespace. Use {{lang-en}} or {{en icon}} instead.
Newall, Paul:  The Galilean Library. Transclusion error: {{En}} is only for use in File namespace. Use {{lang-en}} or {{en icon}} instead.
Sajama, Seppo: . Itä-Suomen yliopisto 2010. (PDF)
. Transclusion error: {{En}} is only for use in File namespace. Use {{lang-en}} or {{en icon}} instead.
. Transclusion error: {{En}} is only for use in File namespace. Use {{lang-en}} or {{en icon}} instead.
. Transclusion error: {{En}} is only for use in File namespace. Use {{lang-en}} or {{en icon}} instead.

Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit